自動化控制系統(tǒng)在自來水廠供水工藝中的應(yīng)用研究

李駿

摘 要：隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，人們對于水的需求量也在不斷的遞增，而目前水資源的稀缺問題也成為社會發(fā)展當(dāng)中的主要問題之一，同時工業(yè)的發(fā)展也導(dǎo)致大量的水資源遭到了破壞，而為了滿足人們的用水需求，需要進(jìn)一步的完善自來水廠的供水工藝，并通過應(yīng)用自動化控制技術(shù)來進(jìn)一步的提升供水質(zhì)量。自動化控制系統(tǒng)是在自來水廠供水工藝當(dāng)中的一種全新應(yīng)用，其可以有效的實現(xiàn)供水過程的自動化控制，并提升供水質(zhì)量，因此在自來水廠也得到了十分廣泛的應(yīng)用。本文主要闡述了自來水廠供水控制系統(tǒng)總體設(shè)計，重點對關(guān)鍵工藝的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，分析了整套新技術(shù)、自動控制設(shè)計。該系統(tǒng)大大提高了自來水廠的自動化管理水平，提高了工作效率、降低了生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：自動化控制系統(tǒng);自來水廠;供水工藝

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2020.32.068

如今，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，自來水廠也應(yīng)該向著制度化、規(guī)范化、科學(xué)化的方向不斷發(fā)展。而在自來水廠的生產(chǎn)過程當(dāng)中，供水是十分重要的一項內(nèi)容，通過應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)可以有效地對供水過程進(jìn)行控制和現(xiàn)代化的管理，從而提升供水質(zhì)量和生產(chǎn)效率，并提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此在自來水廠供水工藝當(dāng)中，應(yīng)該充分的應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)，并做好相關(guān)的設(shè)計和研究，使該系統(tǒng)可以在自來水廠的生產(chǎn)過程當(dāng)中發(fā)揮出更大的作用。

1 自來水廠制水工藝介紹

自來水廠的制水工藝具體包括以下環(huán)節(jié)，首先是要提取原水，對其進(jìn)行加礬、加氯處理之后，經(jīng)過處理的原水會到達(dá)脈沖池和加速池，其中部分水源會進(jìn)入到汗水池及泵房，最后轉(zhuǎn)為廢水排出。而脈沖池當(dāng)中的水會進(jìn)入到綜合濾池，加速池的水會進(jìn)入到雙閥濾池，之后再進(jìn)行加氯加氨處理，使兩個濾池當(dāng)中的水分別進(jìn)入到兩個清水庫當(dāng)中，再集中進(jìn)入到集水井，最后到達(dá)二級泵房，經(jīng)過管網(wǎng)之后完成整個制水過程。而在制水時需要對水進(jìn)行處理，我們可以按照具體的處理工藝級別來進(jìn)行劃分。首先第一級處理主要是采用機(jī)械的方法來將水中一些較大的污染物進(jìn)行排除，而第二級處理則是生物處理，也就是通過利用微生物來將相關(guān)的污染物進(jìn)行水解，使其變?yōu)樗|(zhì)。而第三級則是在上一級的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行更加深層次的處理，因為經(jīng)過二級處理后的水源還不能夠作為合格的飲用水來進(jìn)行使用。因此，需要經(jīng)過三級處理對水實施消毒，從而確保人們的飲用安全。

2 自來水廠的制水以及自動化系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 自來水廠的制水

在地球上的水資源，其主要處于兩種狀態(tài)，分別是自然循環(huán)和社會循環(huán)。當(dāng)水在進(jìn)入到循環(huán)狀態(tài)后，在水中隨時隨地都可能混入雜質(zhì)，而具有極強(qiáng)流動性和溶解能力的水會將雜質(zhì)變?yōu)樽陨淼囊徊糠郑@也使水質(zhì)發(fā)生了變化。而為了確保自來水廠的制水能夠保障人們的飲用安全，因此往往會采用一些常規(guī)工藝，例如混凝、絮凝、沉淀、過濾、消毒等來確保飲用水的安全性。如上文所提到的自來水廠的制水需要先對原水進(jìn)行提取，再經(jīng)過加礬加氯處理等相關(guān)的水處理工藝，使原水中的雜質(zhì)得到消除，從而轉(zhuǎn)化為可以供人們進(jìn)行使用的飲用水。

2.2 自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

在自來水廠所應(yīng)用的自動化控制系統(tǒng)，其主要是指PLC，而該系統(tǒng)是集計算機(jī)技術(shù)，自動控制技術(shù)，通信技術(shù)等于一體的，可以進(jìn)行編程的自動控制系統(tǒng)，具有安全可靠，操作簡單等特點，因此在各個領(lǐng)域當(dāng)中也都具有十分廣泛的應(yīng)用。在自來水廠的水處理工藝當(dāng)中，應(yīng)用PLC自動控制系統(tǒng)可以精確各項操作環(huán)節(jié)，而且有效的提升供水質(zhì)量和供水效率，實現(xiàn)對水廠的現(xiàn)代化管理。而自動控制系統(tǒng)根據(jù)制水工藝流程具體包括以下功能模塊，首先是總工藝監(jiān)控平臺，其主要是對自來水廠的整體工藝流程以畫面的形式來進(jìn)行顯示，相關(guān)操作人員可以根據(jù)畫面有效的監(jiān)控生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，確保供水過程的正常運行。其次是脈沖池和綜合濾池的工藝監(jiān)控，其主要可以顯示脈沖池和綜合濾池的詳細(xì)工藝環(huán)節(jié)，而且還可以將各項數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。之后是加速池雙法濾池的工藝監(jiān)控，該功能模塊主要顯示詳細(xì)的工藝環(huán)節(jié)，具體包括泵閥起停狀態(tài)濾前水質(zhì)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息。除此之外還包括二泵房運行監(jiān)控配電系統(tǒng)、監(jiān)測運行趨勢圖等相關(guān)的功能模塊。

3 自動化控制系統(tǒng)在自來水廠中實現(xiàn)節(jié)能降耗的方法

3.1 取水泵站自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

在對自來水廠取水泵站進(jìn)行自動化系統(tǒng)控制設(shè)計過程當(dāng)中，我們首先要明確，該系統(tǒng)設(shè)計的主要職能在于對水泵運作進(jìn)行控制，并能夠有效的監(jiān)控水位。泵房機(jī)組的主要作業(yè)是由清水池水位送水泵流量，城區(qū)用水高峰期等相關(guān)因素決定。PLC可以通過吸水井液位模擬來錄入相關(guān)信息，在收集水泵房內(nèi)的數(shù)據(jù)和作業(yè)情況，從而有效的實現(xiàn)對水泵站的自動化控制。

3.2 加藥加氯自動化系統(tǒng)控制設(shè)計

在自來水廠的凈水車間，其主要任務(wù)在于對原水進(jìn)行加藥和加氯處理，因此想要實現(xiàn)對該過程的自動化系統(tǒng)控制，應(yīng)該通過安裝計量泵、變頻器和電流儀等對加濾系統(tǒng)的全程進(jìn)行自動控制，而且給藥量則可以根據(jù)原水的凈化程度來進(jìn)行決定。PLC系統(tǒng)可以根據(jù)采集到的原始信息來計算出渾濁度，從而有效的調(diào)節(jié)加氯量。

4 自動化控制系統(tǒng)在自來水廠的價值解析

4.1 自動化控制系統(tǒng)在自來水廠應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

自來水廠在社會發(fā)展中具有十分重要的職能，其對于居民的生活質(zhì)量具有直接影響，然而傳統(tǒng)的自來水廠凈化控制系統(tǒng)已經(jīng)無法在適應(yīng)時代的發(fā)展要求，其凈化效率和生產(chǎn)效率相對較低，而且還存在著水質(zhì)凈化不達(dá)標(biāo)等相關(guān)問題。而為了提升生產(chǎn)效率，降低企業(yè)成本，提升供水質(zhì)量，我國許多三線以上的城市自來水廠開始建設(shè)自動化控制系統(tǒng)，并通過應(yīng)用信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等來提升自來水廠的信息化水平。總的來說，自動化控制系統(tǒng)在自來水廠的供水工藝當(dāng)中已經(jīng)取得了初步應(yīng)用，但想要進(jìn)一步提高應(yīng)用效果仍然需要進(jìn)行不斷的完善和探索。

4.2 自動化控制系統(tǒng)在自來水廠中應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)價值

自動化控制系統(tǒng)具有安全性高、操作方便、節(jié)約成本等特點，因此在自來水廠進(jìn)行應(yīng)用后可以有效的提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通過應(yīng)用自動控制系統(tǒng)可以使水處理的相關(guān)環(huán)節(jié)變得更加精確化，而且還能夠有效的提升供水質(zhì)量，提高整個水處理的生產(chǎn)效率。自動化控制系統(tǒng)可以使自來水廠的凈化、生產(chǎn)、運輸?shù)冗^程變得更加精確，極大的減少了能源和資源的浪費，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了水廠的經(jīng)濟(jì)效益，因此具有極大的經(jīng)濟(jì)價值。例如，本廠共有三個三級提升泵站，原生產(chǎn)模式當(dāng)中需要有約四十名員工進(jìn)行值班，這樣不僅增大了人員的工作量，也使水廠的人力成本有所加重。而如果應(yīng)用自動化系統(tǒng)后，現(xiàn)在的值班人員僅僅只是原來的一半，極大的節(jié)約了人力成本。

4.3 自動化系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在的“利和弊”

在自來水廠的供水工藝當(dāng)中，應(yīng)用自動控制化系統(tǒng)可以有效的提升生產(chǎn)效率和供水質(zhì)量，但同時其對于相關(guān)的操作人員也具有一定的要求。首先，系統(tǒng)操作人員應(yīng)該能夠掌握相關(guān)的專業(yè)技能，對系統(tǒng)具有一個全面的認(rèn)識和了解，從而做到正確的操作。但在實際生產(chǎn)運行過程當(dāng)中，由于受到傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的影響因此部分操作人員無法完成對自動控制系統(tǒng)的使用，或是在應(yīng)用過程中出現(xiàn)相關(guān)的操作失誤結(jié)果導(dǎo)致系統(tǒng)無法有效的發(fā)揮作用，或是對供水工藝過程產(chǎn)生影響。而正確的應(yīng)用自動化系統(tǒng)可以有效的對水廠生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化控制，而且還能解決供水工藝過程當(dāng)中的許多問題，有效的保證水質(zhì)，提高水廠的處理能力。

5 個人見解與展望

在自來水廠應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)人員培訓(xùn)，通過學(xué)習(xí)和了解自動化控制系統(tǒng)的有關(guān)知識和操作技能，使相關(guān)操作人員可以正確的使用該系統(tǒng)并發(fā)揮出它的實際作用，提升生產(chǎn)效率。在今后隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)也將得到進(jìn)一步的完善和更新，到那時其將在自來水廠的供水工藝當(dāng)中發(fā)揮出更加重要的作用，并取得更好的應(yīng)用效果。對此需要相關(guān)的設(shè)計研究人員不斷的探索和分析，并針對目前自動化控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程當(dāng)中所存在的問題尋求解決對策，從而全面提高自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用水平，促進(jìn)制水企業(yè)的快速發(fā)展。

6 結(jié)束語

綜上所述，自來水廠的制水工藝，其具有連續(xù)性、不可替代性和不間斷性的特點，而通過應(yīng)用自動控制系統(tǒng)可以有效地提升該工藝過程的可靠性與穩(wěn)定性。如今，隨著社會的快速發(fā)展，對自來水廠的供水水質(zhì)也提出了全新的要求，因此實現(xiàn)自來水廠的自動化發(fā)展也成了一種必然趨勢。通過應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等使自來水廠的供水過程可以實現(xiàn)自動控制，從而確保工藝的穩(wěn)定運行，解決供水過程當(dāng)中的相關(guān)問題，從而確保供水質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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